Спосіб охорони пройденої по пласту підготовчої виробки

Спосіб охорони пройденої по пласту підготовчої виробки, що включає буріння нагору розвантажувальних свердловин до перетинання з важкообрушуваними пластами порід, розміщення свердловинних зарядів на ділянках перетинання їх із пластами важкообрушуваних порід і їх висадження, який відрізняється тим, що свердловини бурять у напрямку прямої, одержуваної від перетинання площини, розташованої під кутом до пласта, рівним куту обвалення порід покрівлі по падінню, підняттю чи простяганню, із площиною основної природженої тріщинуватості Винахід відноситься до гірничої справи, а саме до способів охорони підготовчих виробок, які повторно використовують при відпрацьовуванні суміжних виїмкових полів Відомий спосіб охорони виробок, що оконтують виїмкове поле і пристрій для його здійснення за допомогою розвантаження покрівлі шляхом руйнування динамічним підривником віял бурових свердловин, пробурених по породах покрівлі під кутом їхнього зрушення (Авт свид СССР №1553677, кл Е21С41/16, 37/02, 1990, БИ №12) Цей спосіб вимагає значного обсягу бурових робіт Відомий спосіб охорони підготовчої виробки шляхом розвантаження порід покрівлі від напруг за допомогою зарядження і висадження віял свердловин, пробурених у вертикальній площині, яка розташована уздовж осі виробки (Авт свид СССР №983273, кл Е21С41/04, 1982, БИ №47) Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує ефективного використання енергії вибуху, свердловини лише випадково можуть виявитися паралельними до площин природної тріщинуватості Відомий спосіб охорони підготовчих виробок розвантаженням порід покрівлі від напруг за допомогою щілин, які одержані шляхом з'єднання пробурених у покрівлю пласта, перпендикулярно нашаруванню свердловин (Авт свид СССР №1520246, кл Е 21Д 11/00, Е21С41/04, 1989, БИ №4) Однак цей спосіб характеризується складністю його технічного і технологічного здійснення Відомий спосіб розвантаження гірничої виробки від напруг Він полягає в тому, що з розрізної печі, розміщеної між виробками і очисним вибоєм, бурять глибинні свердловини в основну покрівлю, заряджають їх зарядами вибухових речовин (ВР), що висаджують і обрізають зону порушених порід основної покрівлі, при цьому свердловини бурять назустріч очисному вибою під кутом 70 - 80° до площини покрівлі вугільного пласту (Авт свид СССР №1555502, Е21Д 11/10, 1990, БИ №13) Для здійснення цього способу необхідно проводити додаткові гірничі виробки - розрізні печі, що значно підвищує вартість охорони підготовчої виробки і заважає веденню очисних робіт, тому що необхідно періодично переходити печі очисним вибоєм Найбільш близьким по технічній сутності й ефекту, що досягається, є спосіб охорони пройденої по пласту підготовчої виробки, що включає буріння нагору розвантажувальних свердловин до перетинання з важкообрушуваними шарами порід, розміщення свердловинних зарядів на ділянках перетинання їх із шарами важкообрушуваних порід і їхнє висадження (Авт свид СССР №1493789, кл Е21Д 1/00,1989, БИ №26) Недолік відомого способу полягає в тому, що енергія вибуху використовується неефективно, (О о 1^ ю ю 55706 паралельно площинам основної тріщинуватості Крім цього, ефективність способу зросте, якщо руйнування важкообрушуваних порід покрівлі, буде відбуватися в площині, нахиленої до шару під кутом обвалення порід у виробленому просторі Це відбувається тому, що попереднє знеміцнювання важкообрушуваних порід виключає ШКІДЛИВІ прояви гірничого тиску як прогин та деформування консолей покрівлі За допомогою енергії вибуху заздалегідь формуються консолі порід покрівлі, що значно знижує інтенсивність проявів гірського тиску в тимчасовій зоні опорного тиску Таким чином, для того, щоб використовувати екранний ефект і попередньо знеміцнювати породний масив, підготувавши його тим самим до обвалення у вироблений простір, необхідно закласти свердловину паралельно лінії перетинання площини основної тріщинуватості з площиною, розташованої під кутом до шару рівним куту обвалення порід у вироблений простір у нерухомих границь очисних робіт У практиці, на маркшейдерських планах, положення площин основної тріщинуватості показують за допомогою горизонтальних СЛІДІВ ІЗ указівкою кута нахилу цих площин до обрію При положистому заляганні шарів кути обвалення порід у виробленому просторі в нерухомих На кресленні (фіг) показане взаємне полограниць очисних робіт не залежать від кута падінження площин природженої тріщинуватості й обня шару і мають значення в межах 65 - 70° (Зборвалення порід підготовчої виробки, очисного вищик М П Охорона вироблень глибоких шахт у вибою і свердловини робленому просторі Київ, «Техніка», 1978) Спосіб здійснюється таким чином Знаючи кутові параметри просторового положення З підготовчої виробки 1 попереду очисного вирозглянутих площин, можна визначити кутові пабою 2 бурять свердловини 3 до перетинання їх з раметри ЛІНІЙ їхнього перетинання, що будуть паважкообрушуваними породами покрівлі 4 У просраметрами, що задають напрямок свердловини торі свердловини розташовують у напрямку прямої, отриманої в результаті перетинання площини Для здійснення способу виводять аналітичні 5, розташованої стосовно шару 6 під кутом обвазалежності параметрів закладення свердловини лення порід покрівлі, наприклад, по падінню пласвід параметрів просторового положення площин та, із площиною 7 основної природженої тріщинуприродженої тріщинуватості й обвалення порід у ватості вироблений простір у нерухомих границь очисних робіт Свердловини попереду вибою бурять за межами тимчасової зони опорного тиску для того, У таблиці приведений приклад здійснення щоб виключити вплив деформаційних процесів, які способу По приведених формулах визначалися формуються в цій зоні, на кріплення підготовчої кути свердловин при різних просторових положенвиробки і охоронні елементи Довжину свердловин нях площини природної тріщинуватості, при бурінвибирають з таким розрахунком, щоб вона цілком ні свердловин з відкаточного штреку перетинала важкообрушувані шари порід ВідАналогічні залежності можна вивести і для інстань між свердловинами, по довжині виробки, ших випадків підземної розробки пластових родовибирають з урахуванням радіуса ефективного вищ, наприклад, при бурінні свердловин з вентируйнування порід покрівлі зарядами вибухової ляційного штреку при застосуванні погоризонтного речовини Для підвищення ефективності знеміцспособу підготовки шахтних полів нювання порід, свердловину необхідно пробурити тому що вибухові хвилі не відбиваються від природних екранів, якими є площини основної тріщинуватості В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб охорони пройденої в пласту підготовчої виробки, у якому за рахунок буріння свердловин паралельно площини, що створює екранний ефект, досягається раціональне використання енергії вибуху і за рахунок цього формуються умови для зниження КІЛЬКОСТІ вибухових речовин і зменшення вартості охоронних заходів Поставлена задача досягається тим, що в способі охорони пройденої по пласту підготовчої виробки, що включає буріння нагору розвантажувальних свердловин до перетинання з важкообрушуваними пластами порід, розміщення свердловинних зарядів на ділянках перетинання їх із пластами важкообрушуваних порід і їхнє висадження, згідно з винаходом, свердловини бурять у напрямку прямої, одержуваної від перетинання площини, розташованої під кутом до пласту рівним куту обвалення порід покрівлі по падінню, підняттю, чи простяганню, із площиною основної природженої тріщинуватості, що дозволяє раціонально використовувати енергію вибуху, знизити КІЛЬКІСТЬ ВР і зменшити вартість охоронних заходів 55706 Таблиця Аналітичні залежності для визначення параметрів закладення свердловин Варіанти просПлощини тріщин нахитороПлощини тріщин нахилені в протилежну Площини тріщин нахилені на очисної Площини тріщин нахилені на виїмкове поле, вого лені на очисний вибій сторону від очисного вибій, але в протилежну сторону від але в протилежну сторону ВІД ОЧИСНОГО виполота виїмкове поле вибою і виїмкового виїмкового поля бою ження поля природжених тріщин Параметри Кут МІЖ горизонтал faною проекцією свердловини та tg9= sin ф tgy, tgcp t g ( m i + a ) tgcp-smcp tgy tg9= sin ф tg-y-i tgcp t g ( m i + a ) tgcp+sincp tgy tg8= tg(180 - ф) tgy, tg(cp-90) tgy, cos(cp-90) + tg(iji,+a) tg(180-cp) tg8= sm(180-cp) tgy, tg(180- ф) tgja + ф,) tg(180-cp)-sm(180-cp) tgy, ВІССЮ підготовчої виробки Кут нахилу свердловини t g ^ = t g ( V , + a ) sin Q tgi; = tg(m + a ) sin Q tgC = tg(4/ 1 +a) sin Q tgC = tg(4/ 1 +a) sin Q ДО обрію Напрямок буУбік очисного ви- Убік протилежну від Убік очисного вибою ріння бою очисного вибою свердловин У формулах, приведених у таблиці , позначено Ф - кут між віссю підготовчої виробки і горизонтальним слідом площини природженої тріщинуватості, град, Yi - кут нахилу площини природженої тріщини до обрію, град, 4і - кут обвалення порід у вироблений простір у нерухомих границь очисних робіт (у даному випадку в нижньої границі очисних робіт), град, a - кут падіння шару, град, Убік протилежну ВІД очисного вибою Є - кут між горизонтальною проекцією свердловини і віссю підготовчого вироблення, град, % - кут нахилу свердловини до обрію, град Для використання приведених залежностей кут «ф» необхідно відраховувати від осі виробки по годинній стрілці Пропонований спосіб дозволяє підвищити ефективність охорони підготовчих виробок за рахунок більш раціонального використання енергії вибуху і зниження КІЛЬКОСТІ вибухових речовин 55706 ФІГ. Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24